飞机起飞的原理

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1、飛機起飛的原理白努力定律班級:四光電二A姓名:許家偉學號:4980B020大綱:飛機能在空中飛行是因為有機翼(Wing)產生升力(Lift)機翼之所以能產生 升力是因為有曲度,為了觀察翼面曲度和空氣流動的關係,常將機翼剖開,所得 到的側面形狀即為翼剖面(Airfo。觀察翼剖面時發現當氣流平滑的通過翼剖面 上、下方時會產生壓力差,使得機翼產生向上的升力。當氣流在某些情形下不能 平滑的通過翼面時升力會減少,當整各翼面產生的升力不足以負擔飛機本身的重 量時,即造成失速(Stal的情形,大部份失速是在低速或大角度爬升、迴轉 時發生,此時所有控制面將暫時失去作用,直到氣流揮復平滑為止。飛機起飛降落運用的

2、原理:主要是靠機翼對空氣取得昇力,飛機的機翼斷面形狀有很多種,依造每種形 狀適用於不同功用的飛機,飛機的機翼從斷面來看,通常機翼上半部曲面及下半 部曲面不一樣,通常為上半部曲面弧長較長,空氣流經飛機機翼截面,因空氣流過 機翼表面時被一分為二,經過機翼上面的空氣流速較快,因此壓力會變的比較低 (柏努力定律),而經過機翼下面的空氣流速較慢,壓力就會比較高(柏努力定律), 壓力高的地方會往壓力低的部分移動,這就是昇力的由來。但是至於昇力大小由 昇力公式Y =(1/2) p V2SCy註V2是V的平方p為空氣密度、V為飛機與氣流的相對速度、S為翼面積、Cy為升力係數由公式可知影響昇力大小的有1.機翼的

3、面積2.機翼形狀的昇力係數3.空氣相對 於機翼的流速4.當時的空氣密度,其中已空氣相對於機翼的流速影響最大,它直接 影響到飛機起飛時的昇力取得,也就是說為什麼飛機起飛前總是要高速滑行的原 因,且是逆風滑行,如此才能取得更高的相對速度,好取得更高的昇力,還有一般飛 機會有襟翼,可以增加機翼面積,飛機在起飛或降落的時候,伸出襟翼(有興趣可以 在搭飛機時往機翼看,起飛降落時飛機機翼前緣及後緣會伸展開來),亦是增加昇 力方法,除此之外,飛機的昇力,還和攻角有關。攻角就是機翼前進方向與氣流的 夾角,因為角度變化,氣流會在上翼面後端產生低壓區(與空氣分離有關),造成 更大的壓力差,所以升力變大。但達到臨界

4、攻角(約 1214 度,依造機翼斷面形狀 不同)後,低壓區轉為亂流,造成失速。以上都是談飛機機翼如何產生昇力,至於 是什麼東西在推動飛機使機翼產生昇力?那就是所謂的發動機了,空氣流出發動 機向後噴出時候,相對的對於飛機機體產生一個作用力,在地面使飛機往加速前進 (地面滑行),達到起飛空速(機翼產生足夠的昇力),駕駛員拉起機鼻,飛機就這樣起 飛了,當然發動機還是一直作動,一方面產生往前飛的力量,一方面換取速度使機 翼產生昇力,一但發動機熄火,飛機失去前進的力量,也就失去昇力。還有為什麼直 升機不用滑行就可以產生昇力?一般飛機如747,IDF,幻象2000,諸如此類的飛機我 們稱為定翼機,也就是機

5、翼固定不動,而直升機我們稱為旋翼機,機翼高速旋轉,產 生昇力使飛機往上飛,再經由旋翼轉動角度改變,產生往前的力量。飛機是藉著機翼所產生的上升力,以及飛機引擎所產生的推動力,而讓飛機可以 在白努利定律當流體(在這文章裡是指空氣)經過一面積時,速度慢的流體將產生較大的壓力,相對的,速度快的流體因為密度較小,所以壓力就相較較小。探討白努力定律:飛機在飛行時的受力,主要又四個,分別為推力、升力、阻力和重力。推 力為飛機飛行的最主要之力,因為有足夠的推力才能產生飛機起飛所需的升力, 當產生的升力大於重力時,飛機就會開始飛離地面。越洋飛機長時間處於巡航狀 態,而此時的升力等於重力,推力等於阻力。白努力定律

6、動學中,能量守恆觀念:動能十位能=定值,推導出白努力定律: 動能十壓力=定值1/2 p 2 + P=constantP:壓力P:液體密度U:流速此結果告訴我們,當液體流速減少時,壓力便會增加。首先空氣是流體!當氣流受到翼剖面形狀的影響,氣流會順著翼面順勢改變流動方向!流體的特性即是順勢流動,而並非反彈改變運動方向!當氣流受到翼剖面形狀的影響,上機翼前緣產生上洗氣流(Upwash)上機翼後緣變成下洗氣流(Downwash)!下如則顯示不同顏色的氣流經過翼剖面後的情況!請觀察每個St ream Lin段落的長度及厚度變化!每個段落時間均相等!Age = Wso5070 millisecondsWp

7、wasliDouwnwasli上洗氣流(Upwash)因為空氣相互推擠的關係St ream逐漸變薄加速!可由High-velocity reg這細長區塊看出速度的變化!下洗氣流(Downwash)表示氣流通過以剖面後的流動方向!Free SlTTesm, far from wln=ghortn fal parc&lol air).卜圖顯示負攻角升力=0卜圖顯示攻角可增加升力的情況!因為飛機是有重量的,所以必須要有足夠的升力才能將飛機拉至天空,所以囉! 飛機速度越快升力越大(指同一機種)起飛的時候要先衝刺獲得相對風速以產生 更大的升力,讓機翼的升力大於飛機的重量,飛機就自然起飛了!奇摩知識-搜尋飛機起飛是什麼原因奇摩知識-搜尋白努力定律是什麼?參考資料:htt p:/www.aerospaceweb.org/aircra ft/

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